DE4023253A1

DE4023253A1 - Einrichtung zur speisung eines verbraucherzweipols mit einer weitgehend oberschwingungsfreien und dennoch rasch veraenderbaren gleichspannung oder einem weitgehend oberschwingungsfreien und dennoch rasch veraenderbaren gleichstrom

Info

Publication number: DE4023253A1
Application number: DE19904023253
Authority: DE
Inventors: Andreas Prof Boehringer; Ulrich Dipl Ing Lettau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1992-01-23

Description

In zahlreichen Anwendungen der modernen Technik stellt sich in wachsendem Maße die Aufgabe, im Rahmen von technischen Prozessen elektrische Verbraucherzweipole mit dynamisch eingeprägtem und dennoch rasch veränderbarem Gleichstrom zu versorgen. Insbesonde re bei der Materialbearbeitung handelt es sich bei diesen Ver braucherzweipolen in der Regel um Entladungsstrecken.

Lediglich als Beispiele für derartige technische Prozesse seien die Werkstoffbearbeitung mittels Funkenerosion, die Beschichtung von Werkstoffen mit plasmaunterstützter CVD, das Trockenätzen von Oberflächen mit Niederdruck-Plasmen, das Wolfram-Schutzgas- und das Metall-Schutzgasschweißen sowie die Werkstoffbearbeitung mit Hilfe von Festkörperlasern genannt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bisher hauptsächlich die Schal tungsanordnung nach Fig. 1, der sogenannte potentialverbindende Gleichstrom-Tiefsetzsteller, eingesetzt.

Dort versorgt die Gleichspannungsquelle (1) die ihr nachgeschal tete Anordnung, bestehend aus dem elektronischen Schaltelement (2), der Freilaufdiode (3), der Glättungsdrossel (4) sowie dem zu speisenden Verbraucherzweipol (5) mit der konstanten Spannung U₀. Das beispielhaft als bipolarer Transistor ausgeführte elek tronische Schaltelement (5) könnte ebenso mit Hilfe anderer lei stungselektronischer Bauelemente, wie z. B. Feldeffekt-Transistoren, GTO-Thyristoren, IGTBs oder Static-Induction-Transistoren realisiert werden.

Der genannte Transistor (2) wird nach dem Prinzip der Pulsbrei tenmodulation mit einer festen Schaltfrequenz f= betrieben, wobei die Einschaltdauer T_E dieses Transistors (2) von einer übergeordneten Regelung derart vorgegeben wird, daß sich im zeit lichen Mittel der gewünschte Strom i_A durch den Verbraucherzwei pol (5) einstellt. Ein Funktionieren der Schaltung erfordert, daß die Spannung u_v am Verbraucherzweipol kleiner ist, als die Spannung U₀ der Gleichspannungsquelle (1).

Sehr häufig wird nun an die in Rede stehende Einrichtung die An forderung gestellt, daß bei einer sprunghaften Änderung des Soll werts für deren Ausgangsstrom dieser schnellstmöglich seinen neuen Wert annimmt, um z. B. eine Pulsbarkeit dieses Ausgangs stromes zu ermöglichen. Gleichzeitig wird meist aber noch gefor dert, daß die Schwankungsbreite des Ausgangsstromes bei konstan tem Sollwert möglichst gering ist. Sofern bei der Schaltungsan ordnung nach Fig. 1 im Hinblick auf die gewünschte, schnelle Stromänderung bei einem Sprung des Stromsollwertes die Indukti vität der Glättungsdrossel (4) nur sehr klein dimensioniert wer den kann, so ist eine geringe Schwankungsbreite des Ausgangs stromes i_A dort nur über eine entsprechend hohe Schaltfrequenz f zu erreichen. Angesichts der Eigenschaften der verwendeten lei stungselektronischen Schaltelemente sind dieser Schaltfrequenz f aber nach oben hin sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus tech nischen Gründen deutliche Grenzen gesetzt.

Mit der Deutschen Haupt-Patentanmeldung P 39 24 398.2 wurde eine neuartige Schaltungsanordnung vorgestellt, die trotz der begrenz ten Schaltfrequenz ihrer einzelnen leistungselektronischen Schaltelemente bei vorgegebener maximal zulässiger Stromschwan kungsbreite gegenüber der herkömmlichen Schaltungsanordnung nach Fig. 1 eine erhebliche Verminderung der wirksamen Glättungsinduk tivität zuläßt und infolgedessen sehr hohe Stromänderungsge schwindigkeiten erlaubt.

Fig. 2 zeigt ein in dieser Deutschen Haupt-Patentanmeldung P 39 24 398.2 beschriebenes Ausführungsbeispiel. Gemeinsame Eigen schaft aller dort vorgestellten Ausbildungsformen der Erfindung ist die Tatsache, daß eine Einprägung der an der Reihenschaltung aus Glättungsdrossel (7) und Verbraucherzweipol (5) liegenden Spannung u_A vorgenommen wird und dadurch der gewünschte Strom i_a durch den Verbraucherzweipol (5) eingestellt wird. Schaltungen dieser Art sind insbesondere für die eingangs beschriebenen An wendungen sehr vorteilhaft.

Ein gewisser Nachteil kann in manchen Fällen jedoch darin beste hen, daß dort entweder die speisenden Gleichspannungsquellen (6) potentialgetrennt ausgeführt sein müssen oder aber in der Schal tung selbst gemäß der Darstellung in Fig. 3 eine Potentialtren nung herbeigeführt werden muß.

An dieser Stelle schafft die hiermit vorgelegte Zusatzanmeldung zur Deutschen Haupt-Patentanmeldung P 39 24 398.2 Abhilfe.

Ihre wesentliche Verbesserung besteht darin, daß an die Stelle der in der Hauptanmeldung verwendeten n potentialgetrennten Gleichspannungsquellen (6) nunmehr n eingeprägte Stromquellen treten, die nicht notwendigerweise eine Potentialtrennung auf weisen müssen.

Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Einrichtung sind demnach sogenannte ein- und ausschaltbare Gleichstromquellen (8). Solche sind gemäß der Darstellung in Fig. 4 derart aufgebaut, daß pa rallel zu einer eingeprägten Gleichstromquelle (9) eine Schalt einheit (10), im folgenden Kurzschlußschalteinheit genannt, an geordnet ist, über welche der Strom der eingeprägten Gleich stromquelle (9) fließen kann, wenn diese Kurzschlußschalteinheit (10) geschlossen ist. Ist die Kurzschlußschalteinheit (10) ge öffnet, so befindet sich die ein- und ausschaltbare Gleichstrom quelle (8) in ihrem eingeschalteten Zustand, und sie befindet sich in ihrem ausgeschalteten Zustand, wenn diese Kurzschlußschalteinheit (10) geschlossen ist.

Der erste Schlüsselgedanke der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, den genannten Verbraucherzweipol (5) über eine Gruppe von n (n ganzzahlig und größer als 1) solcher ein- und ausschalt barer Gleichstromquellen (8) zu versorgen, die in ihrem Aufbau gleichartig sind. Dabei ist in Reihe zu jeder dieser ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) jeweils eine Diode (11), im folgenden Entkoppeldiode genannt, eingefügt, damit sich die einzelnen ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen nicht ge genseitig beeinflussen.

Die so entstandenen Anordnungen sind gemäß der Darstellung in Fig. 5 parallel zum Verbraucherzweipol (5) geschaltet. Die einzelnen Entkoppeldioden (11) sind dabei jeweils so gepolt, daß der Strom der zugehörigen ein- und ausschaltbaren Gleichstrom quelle (8) über den Verbraucherzweipol (5) fließen kann, wenn sich diese ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle in ihrem eingeschalteten Zustand befindet, d. h. wenn ihre zugehörige Kurzschlußschalteinheit (10) geöffnet ist. Jede der so in die Gesamtschaltung eingefügten n ein- und ausschaltbaren Gleichstrom quellen (8) weist einen festen, für alle n ein- und aus schaltbaren Gleichstromquellen einheitlich vorgegebenen Wert des in ihrer Gleichstromquelle (9) eingeprägten Stromes auf.

Parallel zum Eingang des Verbraucherzweipols (5) ist ein Kondensator (12) geschaltet, der die Aufgabe hat, die am Verbraucherzweipol (5) anliegende Spannung u_a zu glätten und daher im folgenden Glättungskondensator genannt wird.

Der zweite Schlüsselgedanke der Erfindung besteht darin, daß die in den genannten n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) nach dem Prin zip der Pulsbreitenmodulation mit einer einheitlich großen, vor zugsweise konstanten Taktperiodendauer T betrieben werden, wobei die einheitlich langen Taktperioden dieser n Kurzschlußschalteinheiten (10) in symmetrischer Weise um 1/n der Taktperioden dauer T zeitlich gegeneinander versetzt werden. Die Ansteuerung der in den genannten n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) erfolgt da bei derart, daß sich im elektrisch eingeschwungenen Zustand bei jeder dieser n Kurzschlußschalteinheiten (10) derselbe Aussteuer grad, also dasselbe Verhältnis der jeweiligen Einschaltdauer T_E zur Taktperiodendauer T ergibt.

Für den Fall n=5 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Einrichtung in Fig. 5 dargestellt. Die dort enthaltenen fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) sind in der selben Weise wie in Fig. 4 dargestellt ausgeführt. In den Gleich stromquellen (9) dieser fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstrom quellen (9) ist jeweils ein Strom der Größe 1/5 I₀ eingeprägt.

Zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Ansteuerung der fünf Kurzschlußschalteinheiten (10) in Fig. 5 sollen Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 zu Hilfe genommen werden. Dort sind jeweils die zeitlichen Verläufe der Ströme i_a1 . . . i_a5 durch die fünf Entkoppeldioden (11) in Fig. 5 sowie die Summe i_A dieser Ströme bei drei unterschiedlichen Aussteuergraden T_E/T der Kurzschluß schalteinheiten (10) aufgetragen. Es ist jeweils der elektrisch eingeschwungene Zustand dargestellt. In Fig. 6 sind die Verhält nisse für den Aussteuergrad T_E/T=0,9 wiedergegeben. Die Ströme i_a1 bis i_a5 haben demnach die zeitlichen Verläufe von Rechteck pulsen der Amplitude 1/5 I₀, der konstanten Frequenz f=1/T und dem für alle fünf Verläufe einheitlichen Tastverhältnis

Die fünf Rechteckimpulse sind zeitlich äquidistant um jeweils T/5 versetzt. Die Summe i_A dieser Ströme hat ebenfalls den Verlauf eines Rechteckpulses der Amplitude 1/5 I₀, desen Pulsfrequenz jedoch um den Faktor 5 größer ist als diejenige der Einzelströme i_a1 . . . i_a5 .

In Fig. 7 sind die Verhältnisse für den Aussteuergrad T_E/T=0,55 dargestellt. Die Ströme i_a1 bis i_a5 haben wieder die zeitlichen Verläufe von gegeneinander zeitlich äquidistant um jeweils T/5 versetzten Rechteckpulsen der Amplitude 1/5 I₀ und der konstanten Frequenz f=1/T. Das für alle fünf Rechteckpulse einheitliche Tastverhältnis beträgt T_P/T=0,45. Die Summe i_A dieser Ströme hat nun den Verlauf eines Gleichstromes der Größe 0,4 I₀ mit einem überlagerten Rechteckpuls der Amplitude 1/5 I₀ und der Frequenz 5 f.

In Fig. 8 sind schließlich die Verhältnisse für den Aussteuer grad T_E/T=0,2 wiedergegeben. Die Ströme i_a1 bis i_a5 überlappen sich nun derart, daß deren Summe i_A ein reiner Gleichstrom der Größe 0,8 I₀ ist.

Bestimmt man den auf den Strom I₀ bezogenen Effektivwert I_OS,eff/I₀ der Summe aller Wechselanteile des bei der erfindungs gemäßen Anordnung nach Fig. 5 in die Parallelschaltung aus Ver braucherzweipol (5) und Glättungskondensator (12) fließenden Stromes

im folgenden kurz als Ausgangsstrom i_A bezeichnet, in Abhängigkeit des Aussteuergrades T_E/T der fünf Kurzschlußschalteinheiten (10), so erhält man den in Fig. 9 dar gestellten Verlauf. Der maximalen Effektivwert der Summe aller Wechselanteile des Ausgangsstromes i_A beträgt demnach lediglich ein Zehntel des maximalen Ausgangsstromes I₀.

Zudem ist die Frequenz der Grundschwingung dieser Wechselanteile um den Faktior Fünf größer als die Schaltfrequenz der Kurzschluß schalteinheiten (10). Die Kapazität des Glättungskondensators (12) kann daher erheblich kleiner bemessen werden, als dies nö tig wäre, wenn die fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) nicht im Verbund, sondern getrennt betrieben würden. So mit ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 5 eine sehr hohe Änderungsgeschwindigkeit der am Verbraucherzweipol (5) anliegenden Spannung u_a, wenn z. B. ein Sprung im Sollwert für diese Spannung vorgeschrieben wird. Trotzdem bleibt die Schwan kungsbreite dieser Spannung im quasistationären Zustand, also nach Abschluß eines Ausgleichsvorganges, sehr klein.

Die beschriebenen Überlegungen gelten allerdings nur dann, wenn nicht durch ein unterschiedliches Verhalten der n Kurzschlußschalteinheiten Unsymmetrien und damit Unterschwingungen im Wech selanteil des Ausgangsstromes i_A auftreten. Es ist daher ange bracht, die Festlegung der Ein- und Ausschaltzeitpunkte in der n verschiedenen Ansteuerschaltungen der n Kurzschlußschalteinheiten außer über den momentan vorgeschriebenen Sollwert des Aus steuergrades, also des Verhältnisses der gewünschten Einschalt dauer T_E zur Taktperiodendauer T, zusätzlich noch im Wege einer Vorsteuerung über die wichtigsten Kenngrößen, welche den momenta nen Zustand der einzelnen Kurzschlußschalteinheiten kennzeich nen, vorzunehmen. Diese Kenngrößen können z. B. die Spannung am Glättungskondensator, die Kühlkörpertemperatur jeder einzelnen Kurzschlußschalteinheit, der mittlere Ausgangsstrom der zugehörigen ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle oder andere, das Schaltverhalten der Kurzschlußschalteinheiten beeinflussende Parameter sein.

Die genannte Vorsteuerung hat derart zu erfolgen, daß die n Ist werte des Aussteuergrades der n Kurzschlußschalteinheiten, also des sich tatsächlich einstellenden Verhältnisses von deren je weiliger Einschaltdauer zur Taktperiodendauer, im Verlauf und nach Abschluß eines Ausgleichsvorganges schnellst- und genauest möglich zumindest einem einheitlichen Wert zustreben, oder, vor zugsweise, den für diesen Aussteuergrad einheitlich vorgeschrie benen Sollwert annehmen.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß auch die n Istwerte für das Tastverhältnis

der n Ströme i_a1 . . . i_an einen einheitlichen Wert annehmen.

Fig. 10 zeigt eine mögliche Ausführungsform für das soeben be schriebene Verfahren. Beispielhaft ist dort links oben eine der fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) aus Fig. 5 mitsamt der ihr zugeordneten Entkoppeldiode (11) dargestellt. Die Ansteuerung der anderen vier ein- und ausschaltbaren Gleichstrom quellen (8) in Fig. 5 erfolgt entsprechend.

In Fig. 10 ist die Kurzschlußschalteinheit (10) der dort darge stellten ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) beispiel haft als bipolarer npn-Transistor ausgeführt. Die Speicherzeit und damit das Schaltverhalten eines solchen bipolaren npn-Transi stors hängt hauptsächlich von dessen Sperrschichttemperatur T_j und vom abzuschaltenden Strom ab. Da der von der Kurzschlußschalteinheit (10) abzuschaltende Strom einen konstanten und für alle fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) einheit lichen Wert aufweist, muß dessen Einfluß auf das Schaltverhalten der Kurzschlußschalteinheit (10) nicht berücksichtigt werden.

Da die Sperrschichttemperatur T_j des die Kurzschlußschalteinheit (10) bildenden bipolaren npn-Transistors nicht direkt erfaßt wer den kann, wird dessen Kühlkörpertemperatur ϑ mit einem geeigne ten Temperatursensor (13) gemessen. Zusätzlich wird die am Ver braucherzweipol (5) anliegende Spannung u_a erfaßt. Beide Meß größen werden mit Hilfe der Analog-Digital-Wandler (14) und (15) in digitale Werte umgesetzt.

Zusammen mit dem in digitaler Form vorliegenden Sollwert für den Aussteuergrad T_E,soll/T der fünf Kurzschlußschalteinheiten (10), der von einer übergeordneten Regeleinheit vorgegeben wird, wer den die ebenfalls in digitaler Form vorliegenden Meßwerte für die Kühlkörpertemperatur ϑ und die am Verbraucherzweipol (5) an liegende Spannung u_a einer Funktionseinheit (16) zugeführt, wel che aus diesen drei Eingangsgrößen einen korrigierten Sollwert T*_E,soll/T für den Aussteuergrad der Kurzschlußschalteinheit (10) bestimmt, der derart vom ursprünglichen Sollwert abweicht, daß der Ausgangsstrom i_a3 der in Fig. 10 dargestellten ein- und aus schaltbaren Gleichstromquelle (8) tatsächliche das erwünschte Tast verhältnis

aufweist.

Da die dafür erforderlichen Berechnungen sehr schnell erfolgen müssen, werden sie zweckmäßigerweise nur einmal vor der ersten Inbetriebnahme für alle möglichen Kombinationen der Eingangs größen durchgeführt und ihre Ergebnisse in einem elektronischen Speicher in Form einer Tabelle abgelegt. Aus dieser werden sie während des Betriebs der Anordnung bei Bedarf dann wieder abge rufen.

Das Ansteuersignal für die Kurzschlußschalteinheit (10) wird mit Hilfe des digitalen Vergleichers (17) und des Binärzählers (18) sowie der Treiberschaltung (19) wie folgt erzeugt:
Eine Taktlogik (20) generiert fünf äquidistant gegeneinander ver setzte Taktsignale Φ₁ . . . Φ₅ der Periodendauer T, die jeweils einer der fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) zugeordnet sind. Der ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) in Fig. 10 sei beispielsweise das Taktsignal Φ₃ zugeordnet.

Mit der positiven Flanke dieses Taktsignals wird der Zähler (18) auf den Zählerstand Null zurückgesetzt. Anschließend wird der Zählerstand mit jeder positiven Flanke des im Oszillator (21) er zeugten Zähltaktes CLK um Eins inkrementiert. Die Frequenz die ses Zähltaktes muß so gewählt sein, daß der Zählerstand inner halb einer Periodendauer T des Taktsignales Φ₃ denjenigen Wert erreicht, welcher einen Aussteuergrad T_E/T=1 der Kurzschlußschalteinheit (10) (dies bedeutet, daß die Kurzschlußschalteinheit (10) dauernd eingeschaltet ist) repräsentiert.

Solange der Zählerstand kleiner ist als der korrigierte Sollwert für den Aussteuergrad T*_E,soll/T, gibt der digitale Vergleicher (17) ein Signal aus, welches die Kurzschlußschalteinheit (10) in den leitenden Zustand versetzt. Überschreitet der Zählerstand den Wert des korrigierten Sollwerts für den Aussteuergrad T*_E,soll/T, so bewirkt das Ausgangssignal des Vergleichers (17), daß die Kurzschlußschalteinheit (10) ausgeschaltet wird.

Das vorstehend beschriebene Verfahren besitzt den üblichen Nach teil einer Steuerung, daß nämlich eine fehlerhafte oder unvoll ständige Erfassung der den Zustand der einzelnen Kurzschluß schalteinheiten (10) kennzeichnenden Größen, eine unzureichende Modellbildung bei der Bestimmung des korrigierten Sollwerts für den Aussteuergrad und Parameterdriften infolge Alterserschei nungen der Bauelemente zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Wirkung der geschilderten Vorsteuerung zur Korrektur der Istwerte für den Aussteuergrad führen können.

Bei einer weiteren Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Einrich tung werden daher die sich bei den einzelnen Kurzschlußschaltein heiten tatsächlich einstellenden Istwerte des Aussteuergrades, also des sich tatsächliche einstellenden Verhältnisses der jewei ligen Einschaltdauer T_E zur Taktperiodendauer T, meßtechnisch er faßt. Die Differenzen dieser Istwerte zum momentan für diesen Aussteuergrad einheitlich vorgeschriebenen Sollwert nehmen dann bei der Festlegung der jeweiligen Ein- und Ausschaltzeitpunkte im Wege einer Regelung derart korrigierend Einfluß, daß die n Istwerte des Aussteuergrades der n Kurzschlußschalteinheiten, also des sich tatsächlich einstellenden Verhältnisses der jewei ligen Einschaltdauer der Kurzschlußschalteinheiten zur Taktperi odendauer im Verlauf und nach Abschluß eines Ausgleichsvorgangs schnellst- und genauestmöglich zumindest einem einheitlichen Wert zustreben oder, vorzugsweise, den für diesen Aussteuergrad einheitlich vorgeschriebenen Sollwert annehmen.

Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 11 wiedergegeben. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist beispielhaft ledig lich die dritte der fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstromquel len (8) aus Fig. 5 mitsamt der ihr zugeordneten Entkoppeldiode (11) darstellt; die Ansteuerung der anderen vier ein- und aus schaltbaren Gleichstromquellen (8) in Fig. 4 erfolgt entspre chend.

Zur Erfassung des sich tatsächlich einstellenden Istwertes des Aussteuergrades T_E,ist/T der Kurzschlußschalteinheit (10) wird zunächst der durch die Entkoppeldiode (11) in den Verbraucher zweipol (5) fließende Strom i_ia3 mit dem Strommeßglied (22) ge messen. Dieser Meßwert wird einer Funktionseinheit (23) zuge führt.

Mit Hilfe dieser Funktionseinheit (23) wird der Istwert T_P,ist/T des Tastverhältnisses des Stromes i_a3 durch die Entkoppeldiode (11) bestimmt und anschließend gemäß der Beziehung

der Istwert T_E,ist/T des Aussteuergrades der Kurzschlußschalteinheit dieser ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) berech net und in digitaler Form ausgegeben.

Dieser in digitaler Form vorliegende Istwert für den Aussteuer grad der Kurzschlußschalteinheit (10) wird gemeinsam mit dem ebenfalls in digitaler Form vorliegenden Sollwert T_E,soll/T für den Aussteuergrad der fünf Kurzschlußschalteinheiten (10) der fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) einem Funk tionsblock (24) zugeführt, welcher aus Soll- und Istwert dieses Aussteuergrades mittels eines geeigneten Regelalgorithmus einen modifizierten Sollwert T*_E,soll/T für den Aussteuergrad dieser Kurzschlußschalteinheit (10) derart berechnet, daß der Ausgangs strom i_a3 der in Fig. 11 dargestellten ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) tatsächlich das erwünschte Tastverhältnis

aufweist. Dieser modifizierte Sollwert wird dem nachfolgenden Schaltungsteil zur Erzeugung des Ansteuersignals für die Kurz schlußschalteinheit (10) zugeführt, welcher mit dem entsprechen den Teil des Ausführungsbeispiels nach Fig. 10 übereinstimmt.

Mit dem soeben vorgestellten Verfahren der Regelung des Aussteu ergrades der in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltenen Kurzschlußschalteinheiten gelingt es, im eingeschwungenen Zu stand den Einfluß aller den Aussteuergrad beeinflussenden Stör größen auszuregeln. Allerdings ist bei einem Sprung im Sollwert für den Aussteuergrad der Kurzschlußschalteinheiten eine gewisse Zeit erforderlich, bis dieser eingeschwungene Zustand erreicht wird. Da ein solches Einschwingverhalten störend sein kann, sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, daß in ihr so wohl die bereits beschriebene Vorsteuerung des Aussteuergrades als auch die soeben beschriebene Regelung des Aussteuergrades gemeinsam realisiert sind.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 entsteht durch Kombination des Ausführungsbeispiels nach Fig. 10 mit demjenigen nach Fig. 11. Die Ausgangsgröße des den Regelalgorithmus ausführenden Funk tionsblockes (24) wird nun ebenfalls dem Funktionsblock (16) zu geführt und dort gemeinsam mit den Werten für die Kühlkörpertem peratur ϑ der Kurzschlußschalteinheit (10) und der am Verbrau cherzweipol (5) anliegenden Spannung u_a sowie dem Sollwert für den Aussteuergrad der Kurzschlußschalteinheiten (10) zur Bildung des bereits beschriebenen modifizierten Sollwerts T*_E,soll/T her angezogen.

Die Kurzschlußschalteinheiten (10) können mit Hilfe von lei stungselektronischen Bauelementen, wie z. B. Bipolar-Transisto ren, MOS-Feldeffekttransistoren, IGBTs (Insulated-Gate-Bipolar- Transistoren) oder FCDs (Field-Controlled-Dioden) realisiert werden.

Oft ist es erforderlich, für diese leistungselektronischen Bau elemente eine Mindest-Einschaltdauer einzuhalten. Für noch klei nere Zeiten dürfen diese leistungselektronischen Bauelemente al so nicht im eingeschalteten Zustand verharren. Eine derartige Mindest-Einschaltdauer ist beispielsweise dann erforderlich, wenn die genannten leistungselektronischen Bauelemente aus be trieblichen Gründen mit einer Ausschaltentlastung versehen sind. Diese Mindest-Einschaltdauer kann dann durchaus im Bereich der angestrebten Taktperiodendauer T liegen und daher bei dem be schriebenen Einsatzfall störend oder für diesen sogar prohibitiv sein.

Um diese Problematik zu umgehen, sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, daß die in den n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) jeweils als Reihenschaltung zweier elektronischer Schalter ausgeführt sind. Bei jeder Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Einrichtung wird in jeder dieser Kurzschlußschalteinheiten (10) vorab einer der beiden darin enthaltenen elektronischen Schalter mindestens für die Dauer T einer Taktperiode eingeschaltet.

Anschließend wird ein von einer einzelnen Kurzschlußschalt einheit (10) verlangtes Einschalten dadurch vollzogen, daß jener der in ihr enthaltenen elektronischen Schalter eingeschaltet wird, der momentan noch nicht eingeschaltet ist.

Ein von einer einzelnen Kurzschlußschalteinheit (10) verlangtes Ausschalten wird dann dadurch erreicht, daß jeweils derjenige der in ihr enthaltenen elektronischen Schalter ausgeschaltet wird, dessen letztes Einschalten jeweils länger zurückliegt.

Durch diese Vorgehensweise ergibt sich für alle elektronischen Schalter der in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltenen Kurzschlußschalteinheiten (10) eine Mindestdauer ihrer Ein schaltintervalle in Höhe der Taktperiodendauer T, sofern sicher gestellt ist, daß von jeder der n Kurzschlußschalteinheiten (10) nur einmal pro Taktperiode ein Ausschalten verlangt wird.

Dies soll anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung noch näher erläutert werden. Die fünf ein- und ausschaltbaren Gleich stromquellen (8) in Fig. 5 werden dazu jeweils wie in Fig. 13 dargestellt ausgeführt. Die Kurzschlußschalteinheit (10) besteht dort aus der Reihenschaltung der beiden Transistoren (25) und (26). Diese Transistoren können nun jeweils mit einer Ausschalt entlastung versehen sein, die in Fig. 13 aber aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet ist.

Zur Verdeutlichung des Steuerverfahrens dient Fig. 14, in der die zeitlichen Verläufe der Schaltzustände der Transistoren (25) und (26) sowie der Verlauf des Ausgangsstromes i_a der in Fig. 13 dargestellten ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) wie dergegeben sind.

Zum Zeitpunkt t=0 sei der Transistor (25) für mindestens die Dauer einer Taktperiode T eingeschaltet gewesen; der Transistor (26) befinde sich in seinem ausgeschalteten Zustand. Eine An steuerelektronik, die z. B. gemäß Fig. 12 aufgebaut sein kann, verlangt zu diesem Zeitpunkt ein Einschalten der Kurzschluß schalteinheit (10). Dem wird dadurch nachgekommen, daß zusätz lich zum bereits eingeschalteten Transistor (25) der Transistor (26) eingeschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß der Ausgangs strom i_a dieser ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) den Wert Null annimmt.

Zum Zeitpunkt t=T_E werde ein Ausschalten der Kurzschlußschalt einheit (10) befohlen. Dazu wird nun derjenige Transistor ausge schaltet, der bereits länger im eingeschalteten Zustand verharr te, also der Transistor (25). Das nächste Einschalten der Kurz schlußschalteinheit (10) zum Zeitpunkt t=T wird dadurch ge wirkt, daß dieser Transistor (25) wieder eingeschaltet wird. Das darauffolgende Ausschalten der Kurzschlußschalteinheit (10) wird durch Ausschalten des Transistors (26) erreicht, der zu diesem Zeitpunkt bereits mehr als eine volle Taktperiodendauer T im lei tenden Zustand war. Ab dem Zeitpunkt t=2 T wiederholt sich die vorstehend beschriebene Reihenfolge in zyklischer Weise. Die Ein schaltdauer der beiden Transistoren (25) und (26) liegt je nach Aussteuergrad der Kurzschlußschalteinheit (10) zwischen der Peri odendauer T und der doppelten Periodendauer 2 T. Somit ist eine Mindest-Einschaltdauer der Transistoren in Höhe der vollen Pe riodendauer garantiert.

Aber auch unter diesen Umständen fällt es häufig noch schwer, einen Transistor, der soeben mit hohem Ausräumfaktor ausgeschal tet wurde, kurz darauf wieder einzuschalten. In solchen Fällen ist es angezeigt, den einzelnen elektronischen Schaltern der in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltenen Kurzschlußschalt einheiten (10) sowohl eine Mindest-Einschaltdauer als auch eine Mindest-Ausschaltdauer zu gewährleisten. Dies wird durch eine weitere Ausbildung der Erfindung möglich, bei der die in den n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) jeweils als Brückenschaltung von vier elektronischen Schaltern ausgeführt sind.

Bei jeder Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Einrichtung wird vorab innerhalb jeder dieser als Brückenschaltung von vier elek tronischen Schaltern ausgführten Kurzschlußschalteinheiten (10) in jedem der beiden darin enthaltenen Brückenzweige einer der beiden dort in Reihe geschalteten elektronischen Schalter min destens für die Dauer T einer Taktperiode eingeschaltet.

Anschließend erfolgt jeweils das erste von einer dieser Kurz schlußschalteinheiten verlangte Einschalten durch das Einschal ten eines der beiden in ihr enthaltenen elektronischen Schalter, welche bis dahin noch nicht eingeschaltet waren.

Ein darauffolgend von einer einzelnen, eingeschalteten Kurz schlußschalteinheit verlangtes Ausschalten wird jeweils durch das Ausschalten jenes in ihr enthaltenen, momentan noch einge schalteten elektronischen Schalters vollzogen, der Bestandteil des bis dahin leitenden Brückenzweiges ist und der von den bei den in diesen Brückenzweig enthaltenen elektronischen Schaltern derjenige ist, dessen letztes Einschalten jeweils länger zurück liegt.

Ein darauffolgend von einer einzelnen, ausgeschalteten Kurz schlußschalteinheit verlangtes Einschalten wird jeweils durch das Einschalten jenes in ihr enthaltenen, momentan noch ausge schalteten elektronischen Schalters vollzogen, der Bestandteil desjenigen der beiden Brückenzweige ist, bei welchem der Zustand des Leitens jeweils länger zurückliegt.

Durch die geschilderte Vorgehensweise ergibt sich für alle elek tronischen Schalter der in der erfindungsgemäßen Einrichtung ent haltenen Kurzschlußschalteinheiten (10) eine Mindestdauer ihrer Ein- und Ausschaltintervalle von der Länge einer Taktperioden dauer.

Führt man die fünf ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) in Fig. 5 jeweils gemäß der Darstellung in Fig. 15 aus, so erhält man ein Beispiel für die soeben beschriebene Ausbildung der Erfindung. Dort wird die Kurzschlußschalteinheit (10) durch die aus den Transistoren (27), (28), (29) und (30) bestehende Brückenschaltung gebildet.

Zur Verdeutlichung des Steuerverfahrens werde Fig. 16 herange zogen, in der die zeitlichen Verläufe der Schaltzustände der Tran sistoren (27), (28), (29) und (30) sowie der Verlauf des Aus gangsstromes i_a der in Fig. 15 dargestellten ein- und ausschalt baren Gleichstromquelle (8) wiedergegeben sind.

Zum Zeitpunkt t=0 seien der Transistor (27) für die Dauer von mindestens zwei Taktperioden T und der Transistor (29) für die Dauer von mindestens einer Taktperiode T eingeschaltet gewesen; der Transistor (28) sie zum selben Zeitpunkt für mindestens die Dauer einer Taktperiode T ausgeschaltet gewesen und der Transi stor (30) befinde sich ebenfalls in seinem ausgeschalteten Zu stand.

Eine Ansteuerelektronik verlangt zu diesem Zeitpunkt t=0 nun ein Einschalten der Kurzschlußschalteinheit (10). Dem wird da durch nachgekommen, daß der aus den Transistoren (27) und (28) gebildete linke Brückenzweig durch ein Einschalten des bis dahin noch nicht leitenden Transistors (28) durchgeschaltet wird.

Das zum Zeitpunkt t=T_E befohlene Abschalten der Kurzschluß schalteinheit (10) wird durch ein Abschalten des Transitors (27) vollzogen, da jener dem bis dahin leitenden Brückenzweig angehört und bereits länger im leitenden Zustand war als der Transistor (28) aus demselben Brückenzweig.

Das nächste Einschalten der Kurzschlußschalteinheit (10) zum Zeitpunkt t=T wird durch ein Einschalten des Transistors (30) und damit das Einschalten des aus den Transistoren (29) und (30) gebildeten rechten Brückenzweiges bewirkt.

Das darauffolgende Abschalten der Kurzschlußschalteinheit (10) wird durch ein Abschalten des Transistors (29) durchgeführt, der dem bis dahin leitenden unteren Brückenzweig angehört und sich in diesem für die längere Zeitdauer im eingeschalteten Zustand befand.

Im anschließenden Zeitintervall 2 Tt<3 T werden Schalthand lungen wieder nur in dem aus den Transistoren (27) und (28) ge bildeten linken Brückenzweig vorgenommen, während im darauffol genden Zeitintervall 3 Tt<4 T erneut der rechte Brücken zweig für Schalthandlungen herangezogen wird. Ab dem Zeitpunkt t=4 T wiederholt sich der beschriebene Ablauf in zyklischer Weise. Die Einschaltdauer der Transistoren (27), (28), (29) und (30) ist bei dem soeben geschilderten, erfindungsgemäßen Verfah ren stets mindestens so lang wie die doppelte Dauer einer Takt periode T, während die Ausschaltdauer der genannten Transistoren stets mindestens eine volle Taktperiodendauer T beträgt. Wunsch gemäß ist also sowohl eine Mindest-Einschaltdauer als auch eine Mindest-Ausschaltdauer gewährleistet.

In einer ihrer Ausbildungen sieht die vorliegende Erfindung ge mäß der Darstellung in Fig. 17 vor, daß die Gleichstromquellen (9) der darin enthaltenen n ein- und auschaltbaren Gleichstrom quellen (8) jeweils in Form potentialverbindender, aus einer Gleichspannungsquelle gespeister Gleichstrom-Tiefsetzsteller (30) ausgeführt sind. Der arithmetische Mittelwert des Ausgangs stroms i_L eines solchen Gleichstrom-Tiefsetzstellers (30) wird dabei jeweils auf den einheitlich vorgegebenen, konstanten Wert eingeregelt. Dabei ist die Induktivität der Speicherdrossel (31) dieses Gleichstrom-Tiefsetzstellers (30) so groß bemessen, daß der Verlauf des Ausgangsstromes des Gleichstrom-Tiefsetzstellers ein hierfür vorgegebenes Toleranzband nicht verläßt.

Ein Beispiel für eine mit einem solchen Gleichstrom-Tiefsetzstel ler (30) ausgeführte ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (8) ist in Fig. 17 dargestellt. Dort wird der Gleichstrom-Tief setzsteller (30) eingangsseitig von der Gleichspannungsquelle (39) mit der Spannung U₀ versorgt.

Der Gleichstrom-Tiefsetzsteller (30) selbst besteht aus dem elek tronischen Schalter (33), der in Fig. 17 beispielhaft als bipola rer npn-Transistor ausgeführt ist, aus der Speicherdrossel (31) sowie aus der Freilaufdiode (34), welche derart angeordnet ist, daß ein durch die Speicherdrossel (31) fließender Strom i_L<0 dann über diese Freilaufdiode (34) fließt, wenn der elektroni sche Schalter (33) geöffnet ist.

Wird in dieser Anordnung der elektronische Schalter (33) in den leitenden Zustand versetzt, so hat dies zur Folge, daß ein durch die Speicherdrossel (31) fließender Strom i_L<0 durch die Span nung u_F=U₀ "getrieben" wird. Wird nach Ablauf von dessen Ein schaltintervall der elektronische Schalter (33) wieder gesperrt, so muß der Strom i_L<0 durch die Speicherdrossel (31) stetig weiterfließen. Demnach übernimmt nun die Freilaufdiode (34) die sen Strom und die Spannung u_F an dieser Diode nimmt den Wert Null an.

Der arithmetische Mittelwert des durch die Speicherdrossel (31) fließenden Stromes i_L wird dadurch auf die gewünschte Höhe ge bracht, daß der arithmetische Mittelwert der Spannung u_F auf den hierzu erforderlichen Wert eingestellt wird. Dies geschieht über die sogenannte relative Einschaltdauer des elektronischen Schal ters (33), d. h. über das Verhältnis der Dauer von dessen Ein schaltintervall zur Summe der Dauern von dessen Einschaltinter vall und dessen Ausschaltintervall.

Die soeben beschriebene Anordnung wird durch die parallel zu ih rem Ausgang liegende Kurzschlußschalteinheit (10) zur ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) ergänzt.

Ist im Anschluß an ein Öffnen dieser Kurzschlußschalteinheit (10) der Verbraucherzweipol (5) nicht oder noch nicht ausrei chend leitfähig, so steigt die Spannung an diesem Verbraucher zweipol (5) sowie an der Kurzschlußschalteinheit (10) auf so ho he Werte an, daß entweder diese Kurzschlußschalteinheit (10), die üblicherweise als Halbleiterschalter ausgeführt ist, zer stört wird oder daß es unerwünschten äußeren äußeren Überschlägen am Verbraucherzweipol (5) kommt. Wegen dieser Problematik ist es an gebracht, die Spannung an der Kurzschlußschalteinheit (10) und damit auch am Verbraucherzweipol (5) auf einen Wert zu limitie ren, der größer ist als die zum Zünden des Verbraucherzweipols (5) erforderliche Spannung, aber kleiner ist als die an der Kurz schlußschalteinheit (10) maximal zulässige Spannung und auch kleiner ist, als jene Grenzspannung, bei der es am Verbraucher zweipol (5) zu schädlichen äußeren Überschlägen kommt.

Eine derartige Limitierung der Spannung an der Kurzschlußschalt einheit (10) kann in ihrer einfachsten Ausführung durch eine Ze nerdiode (35) erfolgen, welche entsprechend der Darstellung in Fig. 18 parallel zu dieser Kurzschlußschalteinheit (10) gelegt wird. Sie ist dabei so gepolt, daß der Strom i_L durch die Spei cherdrossel (31) erst dann über die Zenerdiode (35) fließt, wenn die Spannung an der Kurzschlußschalteinheit (10) über deren Durchbruchspannung U_z angestiegen ist. In diesem Fall begrenzt die Zenerdiode (35) die Spannung an der Kurzschlußschalteinheit auf den Wert ihrer Durchbruchspannung U_z.

Da die dabei auftretenden, hohen Verluste in der Zenerdiode (35) meist nicht toleriert werden können, ist es schließlich noch zweckmäßig, diese Zenerdiode (35) gemäß der Darstellung in Fig. 19 durch ein Spannungsbegrenzungsnetzwerk ohne prinzipbedingte Verluste (36), bei welchem die ihm zugeführte Energie wieder in die Gleichspannungsquelle (32) zurückgespeist wird, zu ersetzen. Beispiele hierzu sind in der Deutschen Patentoffenlegungsschrift DE 35 38 494 A1 aufgeführt.

In einigen Anwendungsfällen kann eine Potentialtrennung des zu versorgenden Verbraucherzweipols vom speisenden Netz erforder lich oder zumindest erwünscht sein.

In einer weiteren Ausführung sieht die vorliegende Erfindung daher vor, daß die in der vorstehend beschriebenen Ausbildung enthaltenen potentialverbindenden Gleichstrom-Tiefsetzsteller (30) entfernt werden und für jeden dieser Gleichstrom-Tiefsetz steller ersatzweise ein potentialtrennender Gleichstromsteller oder aber eine gleichartig funktionierende, aus Gleichstromstel lern und Umrichtern zusammengesetzte Schaltungskombination ein gefügt wird. Dazu müssen die ersatzweise eingefügten Anordnungen jeweils von ihrem Prinzip her einen Ausgangsstrom aufbringen kön nen, dessen Verlauf zumindest während eines nennenswerten Bruch teils einer Taktperiodendauer dynamisch eingeprägt, während die ses nennenswerten Bruchteils also weitgehend zeitunabhängig ist.

Als Ausführungsbeispiel für einen derartigen potentialtrennenden Gleichstromsteller, welcher von seinem Prinzip her einen dyna misch eingeprägten Ausgangsstrom aufbringen kann, zeigt Fig. 20 einen bekannten potentialtrennenden Eintakt-Durchflußwandler in asymmetrischer Halbbrückenschaltung.

In dieser Anordnung werden die beiden bipolaren npn-Transistoren (37) und (38) stets gemeinsam eingeschaltet und auch gemeinsam wieder abgeschaltet. Werden diese beiden npn-Transistoren (37) und (38) eingeschaltet, so legt sich die Eingangsspannung U₀ an die Primärwicklung (I) des dort skizzierten Transformators (39).

Damit erscheint an dessen Sekundärwicklung (II) die Spannung

was zur Folge hat, daß ein durch die Speicher drossel (31) fließender Strom i_L<0 seinen Weg über diese Sekun därwicklung (II) des Transformators (39) und die dieser nach geschaltete Flußdiode (40) nimmt, dabei also durch die Spannung

"getrieben" wird. Während dieses Zeitab schnitts sperren die Entmagnetisierungsdioden (41) und (42).

Werden nach Ablauf von deren Einschaltintervall die Transistoren (37) und (38) wieder gesperrt, muß der Magnetisierungsstrom des Transformators stetig weiterfließen. Infolgedessen leiten nun die Entmagnetisierungsdioden (41) und (42) und der Magnetisie rungsstrom des Transformators (39) wird gegen die Eingangs spannung U₀ abgebaut. In diesem Zustand liegt an der Sekundär wicklung (II) des Transformators (39) also die Spannung

Dies hat zur Folge, daß die Flußdiode (40) sperrt und ein positi ver Strom i_L durch die Speicherdrossel (31) von der Freilaufdi ode (34) geführt wird.

Insgesamt wird für den Mittelwert des Stromes i_L durch die Speicherdrossel (31) dadurch die gewünschte Höhe herbeigeführt, daß für den arithmetischen Mittelwert der "treibenden" Spannung u_F der dazu erforderliche Wert eingestellt wird. Letzteres geschieht über die sogenannte relative Einschaltdauer der beiden bipolaren npn-Transistoren (37) und (38), d. h. über das Verhältnis von deren Einschaltintervall zur Summe von deren Ein- und deren Ausschaltintervall.

Nachteilig kann bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbei spiel die Tatsache sein, daß die Kurzschlußschalteinheit (10), welche den beschriebenen Eintakt-Durchflußwandler in asymmetri scher Halbbrückenschaltung zu einer ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle ergänzt, in dessen Ausgangskreis angeordnet sein muß. Infolgedessen bedarf diese Kurzschlußschalteinheit (10) nämlich einer potentialfreien Ansteuerung und muß gegebe nenfalls für sehr hohe Spannungen oder für sehr hohe Ströme bemessen werden.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht daher vor, daß dann, wenn in der zuletzt beschriebenen Ausbildung der Erfindung die zuvor enthaltenen potentialverbindenden Gleichstrom-Tiefsetz steller (30) entfernt und für jeden dieser Gleichstrom-Tiefsetz steller (30) ersatzweise ein potentialtrennender Gleichstrom steller oder eine gleichartig funtionierende, potentialtren nende, aus Gleichstromstellern und Umrichtern gebildete Schal tungskombination eingefügt wird, vorzugsweise solche Gleichstrom steller oder gleichartig funktionierende, aus Gleichstromstel lern und Umrichtern gebildete Schaltungskombinationen Verwendung finden, bei denen die zugehörige Kurzschlußschalteinheit (10) nicht nur in deren Ausgangskreis angeordnet werden kann, sondern, alternativ hierzu, auch in deren Eingangskreis verlegt werden kann. Diese Verlegung muß derart erfolgen, daß bei einem Schließen der in den Eingangs kreis verlegten Kurzschlußschalteinheit (47) der Ausgangsstrom des potentialtrennenden Gleichstromstellers oder der potential trennenden, gleichartig funktionierenden, aus Gleichstromstel lern und Umrichtern gebildeten Schaltungskombination zu Null wird, während dieser Ausgangsstrom beim Öffnen der in den Ein gangskreis verlegten Kurzschlußschalteinheit (47) einen dyna misch eingeprägten, also weitgehend zeitunabhängigen Verlauf annimmt.

Ein Beispiel für eine derartige, wie ein potentialtrennender Gleichstromsteller funktionierende Schaltungskombination ist in Fig. 21 dargestellt.

Dort ist zunächst ein eingangsseitiger Gleichstrom-Tiefsetzstel ler (43) an eine speisende Gleichspannungsquelle (32) mit der Spannung U₀ angeschlossen. Der arithmetische Mittelwert des durch seine Speicherdrossel (45) fließenden Stromes i_L′ wird auf den für alle ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) ein heitlich vorgegebenen Wert I₀ eingeregelt. Dies geschieht da durch, daß die sogenannte relative Einschaltdauer des elektroni schen Schalters (44) auf den hierzu erforderlichen Wert einge stellt wird. Die Induktivität der Speicherdrossel (45) sei dabei so groß, daß bei der folgenden Betrachtung i_L′=I₀ vorausge setzt werden kann.

Zur weiteren Erläuterung der Funktionsweise des in Fig. 21 darge stellten Ausführungsbeispiels einer ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle sind in Fig. 22 die zeitlichen Verläufe der Schaltzustände der elektronischen Schalter (37) und (38) sowie der Kurzschlußschalteinheit (10) aufgetragen. Außerdem ist dort der sich dann bei erfindungsgemäßer Zusammenfügung und ausrei chend leitfähigem Verbraucherzweipol (5) ergebende zeitliche Ver lauf des Ausgangsstromes i_a dieser Schaltung nach Fig. 21 dargestellt.

Zu Beginn einer Taktperiode befindet sich die Kurzschlußschalteinheit (10) in ihrem ausgeschalteten Zustand. Die beiden elek tronischen Schalter (37) und (38) werden gleichzeitig zu Beginn der Taktperiode eingeschaltet und anschließend nach Ablauf der halben Taktperiodendauer wieder ausgeschaltet.

Bei erfindungsgemäßer Zusammenfügung ist an die Ausgangsklemmen des in Fig. 21 dargestellten Ausführungsbeispiels einer ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle über eine Entkoppeldiode (11) der Verbraucherzweipol (5) angeschlossen. Ist dieser Verbraucherzweipol (5) ausreichend leitfähig, so fließt bei eingeschalteten Transistoren (37) und (38) der Ausgangsstrom i_L′=I₀ des ein gangsseitigen Gleichstrom-Tiefsetzstellers (43) über die Primär wicklung (I) des Transformators (39). Damit fließt durch dessen Sekundärwicklung (II) der Strom

der seinen Weg über die dieser nachgeschaltete Flußdiode (40) nimmt.

Während dieses Zeitabschnitts baut sich im Transformator (39) ein Magnetisierungsstrom auf, der sich vom Strom i_II durch die Sekundärwicklung (II) dieses Transformators (39) substrahiert. Bei geeigneter Auslegung des Transformators (39) ist der Wert dieses Magnetisierungsstromes jedoch so klein, daß dessen Einfluß bei der Darstellung des Ausgangsstromes i_a in Fig. 22 nicht berücksichtigt wurde.

Werden die beiden Transistoren (37) und (38) nach Ablauf der hal ben Taktperiodendauer wieder in ihren ausgeschalteten Zustand versetzt, muß der Magnetisierungsstrom des Transformators (39) stetig weiterfließen. Infolgedessen leiten nun die Entmagnetisie rungsdioden (41) und (42) und dieser Magnetisierungsstrom wird gegen die Spannung U₀ abgebaut. Gleichzeitig sperrt die Flußdi ode (40) und die Sekundärwicklung (II) des Transformators (39) ist stromlos.

Der durch die Speicherdrossel (45) des eingangsseitigen Gleich strom-Tiefsetzstellers (43) fließende Strom i_L′=I₀ nimmt in diesem Betriebszustand seinen Weg über die Diode (46) in die speisende Spannungsquelle (32).

Zur Modulation der Pulsdauer T_P des Ausgangsstromes i_a wird die Kurzschlußschalteinheit (10) gemäß der Darstellung in Fig. 22 um die gewünschte Pulsdauer T_P gegenüber dem Beginn der Taktperiode verzögert eingeschaltet und erst kurz vor Ende der Taktperiode wieder ausgeschaltet. Dadurch ist es möglich, die Pulsdauer des Ausgangsstromes zwischen dem Wert Null und der halben Taktperio dendauer einzustellen.

Vorteilhaft an der soeben beschriebenen Anordnung ist die dabei gegebene Potentialtrennung; nachteilig in der bereits beschrie benen Weise kann aber die Tatsache sein, daß die Kurzschluß schalteinheit (10) im Ausgangskreis angeordnet ist. Es ist daher zweckmäßig, die im Ausgangskreis der Gesamtanordnung befindliche Kurzschlußschalteinheit (10) zu entfernen und durch eine Kurz schlußschalteinheit (47) zu ersetzen, die gemäß der Darstellung in Fig. 23 parallel zum Ausgang des Gleichstrom-Tiefsetzstellers (43) und auf diese Weise in den Eingangskreis der Gesamtanord nung eingefügt ist. Durch diese nunmehr im Eingangskreis der Gesamtanordnung befindliche Kurzschlußschalteinheit (47) wird die ursprünglich parallel zum Ausgang der Gesamtschaltung ein gefügte Kurzschlußschalteinheit (10) in ihrer erfindungsgemäßen Wirkung voll ersetzt.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß der Istwert der Spannung am Glättungskondensator (12) erfaßt wird und dessen Differenz zum momentan für diese Spannung vorgeschriebenen Soll wert auf den Aussteuergrad der in der erfindungsgemäßen Einrich tung enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten im Wege einer Rege lung derart korrigierend Einfluß nimmt, daß der Istwert der Span nung am Glättungskondensator (12) den hierfür vorgeschriebenen Sollwert annimmt.

Eine derartige Regelung des Istwertes der Spannung u_a am Glät tungskondensator (12) auf einen für diese Spannung vorgegebenen Sollwert u_a,soll kann beispielsweise wie in Fig. 24 dargestellt aufgebaut sein. Dort wird zunächst die Differenz aus Sollwert u_a,soll und Istwert u_a,ist für die am Glättungskondensator (12) anliegende Spannung gebildet. Diese Differenz wird anschließend einem bekannten PI-Regler (48) zugeführt, dessen Ausgangsgröße einen Sollwert

für das einheitliche Tastverhältnis der Ausgangsströme I_a1 . . . i_a5 der in Fig. 24 enthaltenen fünf ein- und ausschaltbaren Gleich stromquellen (8) darstellt.

Aus dem so erhaltenen Sollwert für das Tastverhältnis der einzelnen Ausgangsströme i_a1 . . . i_a5 wird anschließend mit Hil fe eines Summierers (49) der Sollwert für den Aussteuer grad der fünf in Fig. 24 enthaltenen Kurzschlußschalteinheiten (10) gewonnen.

Dieser Sollwert für den Aussteuergrad der Kurzschluß schalteinheiten (10) wird schließlich noch mittels des Analog- Digital-Wandlers (50) in einen digitalen Wert umgewandelt.

Der damit in digitaler Form vorliegende Sollwert wird nun den einzelnen Ansteuerschaltungen für die fünf Kurzschlußschal ter (10) zugeführt. Die genannten Ansteuerschaltungen können beispielsweise gemäß der bereits beschriebenen Darstellung in Fig. 12 ausgeführt sein.

In allen bisher beschriebenen Ausbildungen der Erfindung wird der Verbraucherzweipol (5) mit einer weitgehend oberschwingungs freien und dennoch rasch veränderbaren Gleichspannung gespeist, was in vielen Anwendungsfällen sehr vorteilhaft ist.

In manchen Anwendungsfällen, insbesondere bei Verbraucherzweipolen mit negativem differentiellem Widerstand, bringt es jedoch Vorteile, den Verbraucherzweipol (5) nicht mit einer dynamisch eingeprägten Gleichspannung, sondern mit einem dynamisch einge prägten Gleichstrom zu versorgen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird daher die Verbin dungsleitung zwischen Glättungskondensator (12) und Verbraucher zweipol (5) aufgetrennt und anschließend unter Zwischenschaltung einer Drossel, der sogenannten Filterdrossel (51), wieder ge schlossen.

Zur Führung des durch den Verbraucherzweipol (5) fließenden Stro mes ist es dann zweckmäßig, den Istwert dieses Stromes zu erfas sen und dessen Differenz zum momentan für diesen Strom vorge schriebenen Sollwert auf den Sollwert für die Spannung am Glät tungskondensator (12) im Wege einer Regelung derart korrigierend Einfluß nehmen zu lassen, daß der Istwert des Stromes durch den Verbraucherzweipol (5) den hierfür vorgeschriebenen Sollwert an nimmt.

Ein Beispiel für die soeben beschriebene Ausbildung der Erfin dung ist in Fig. 25 wiedergegeben. Dort ist erneut die Anordnung gemäß Fig. 24 dargestellt. Zusätzlich wurde jedoch eine Filter drossel (51) in die vom Glättungskondensator (12) zum Verbrau cherzweipol (5) führende Verbindungsleitung geschaltet. Zur Füh rung des durch die Filterdrossel (51) und damit durch den Ver braucherzweipol (5) fließenden Stromes i_V wird dieser mit dem Strommeßglied (52) erfaßt und die Differenz aus dessen Sollwert i_V,soll und dessen Sollwert i_V,ist gebildet.

Diese Differenz wird anschließend einem bekannten PI-Regler (53) zugeführt, der an seinem Ausgang einen Sollwert u_a,soll für die am Glättungskondensator (12) anliegende Spannung u_a liefert. Dem Regelkreis für den Strom i_V durch den Verbraucherzweipol (5) folgt also nunmehr ein unterlagerter Regelkreis für die am Glättungskondensator (12) anliegende Spannung u_a, welcher in derselben Weise wie in dem in Fig. 24 dargestellten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist.

Mit der soeben vorgestellten Ausbildung der Erfindung ist es mit sehr geringem zusätzlichen Aufwand möglich, den Verbraucherzweipol (5) mit einem praktisch vollständig oberschwingungsfreien und dennoch rasch veränderbaren Gleichstrom zu versorgen.

In einigen Anwendungsfällen sind geringfügige Wechselanteile im Ausgangsstrom der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht störend. Dann ist es auch möglich, auf den bisher in der erfindungs gemäßen Einrichtung stets enthaltenen Glättungskondensator (12) völlig zu verzichten.

Zur Führung des durch den Verbraucherzweipol (5) fließenden Stro mes wird dann dessen Istwert erfaßt und die Differenz dieses Istwertes zum momentan für diesen Strom durch den Verbraucherzweipol (5) vorgeschriebenen Sollwert gebildet. Diese Differenz zwischen Soll- und Istwert des durch den Verbraucherzweipol (5) fließenden Stromes nimmt auf den Aussteuergrad der in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) im Wege einer Regelung derart korrigierend Einfluß, daß der Istwert des Stromes durch den Verbraucherzweipol (5) den hierfür vorgeschriebenen Sollwert annimmt.

Ein Ausführungsbeispiel für die zuletzt beschriebene Ausbildung der Erfindung zeigt Fig. 26. Dort ist erneut die bereits in Fig. 24 enthaltene Anordnung wiedergegeben. Im Unterschied zu Fig. 24 wurde jedoch der dort enthaltene Glättungskondensator (12) ent fernt. Der durch den Verbraucherzweipol (5) fließende Strom i_V wird mit dem Strommeßglied (52) erfaßt und die Differenz aus des sen Sollwert i_V,soll und dessen Istwert i_V,ist gebildet. Diese Differenz wird anschließend einem bekannten PI-Regler (53) zuge führt, der an seinem Ausgang direkt einen Sollwert

für das einheitliche Tastverhältnis der Ausgangsströme i_a1 . . . i_a5 der in Fig. 26 enthaltenen fünf ein- und ausschaltbaren Gleich stromquellen (8) vorschreibt. Mit Hilfe des Summierers (49) und des Analog-Digital-Wandlers (50) wird schließlich daraus noch - wie bereits anhand der Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 24 und Fig. 25 beschrieben - ein digitaler Sollwert für den einheit lichen Aussteuergrad der fünf Kurzschlußschalteinheiten (10) er zeugt, der den fünf Ansteuerschaltungen für die fünf Kurzschluß schalteinheiten (10) zugeleitet wird.

Claims

1. Einrichtung zur Speisung eines Verbraucherzweipols mit einer weitgehend oberschwingungsfreien und dennoch rasch veränderbaren Gleichspannung oder einem weitgehend ober schwingungsfreien und dennoch rasch veränderbaren Gleich strom, dadurch gekennzeichnet,
daß an diesen Verbraucherzweipol (5) eine Gruppe von n (n=2, 3, . . .) ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) angeschlossen ist und
daß die n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) jeweils derart aufgebaut sind, daß parallel zu einer eingeprägten Gleichstromquelle (9) eine Schalteinheit (10), im folgenden Kurzschlußschalteinheit genannt, angeordnet ist, über welche der Strom der eingeprägten Gleichstromquelle (9) fließen kann, wenn diese Kurzschlußschalteinheit (10) geschlossen ist und daß eine derartige ein- und ausschaltbare Gleich stromquelle (9) sich damit in ihrem eingeschalteten Zustand befindet, wenn ihre Kurzschlußschalteinheit (10) geöffnet ist, wogegen sie sich in ihrem ausgeschalteten Zustand befindet, wenn ihre Kurzschlußschalteinheit (10) geschlossen ist und dadurch gekennzeichnet,
daß in Reihe zu jeder dieser n ein- und ausschaltbaren Gleich stromquellen (8) jeweils eine Diode (11), im folgenden Ent koppeldiode genannt, geschaltet ist und
daß die so entstehenden n Reihenschaltungen aus jeweils einer ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) und einer Ent koppeldiode (11) parallel zum Verbraucherzweipol (5) geschal tet sind und
daß die einzelnen Entkoppeldioden (11) jeweils so gepolt sind, daß der Strom der zugehörigen ein- und ausschaltbaren Gleich stromquelle (8) über den Verbraucherzweipol (5) fließen kann, wenn sich diese ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (8) in ihrem eingeschalteten Zustand befindet und
daß jede dieser n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) einen einheitlichen Wert des in ihrer Gleichstromquelle (9) eingeprägten Stromes aufweist und
daß parallel zum Eingang des Verbraucherzweipols (5) ein Konden sator (12), im folgenden Glättungskondensator genannt, eingefügt ist und
daß die in den genannten n ein- und ausschaltbaren Gleichstrom quellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) nach dem Prinzip der Pulsbreitenmodulation mit einer einheit lich großen, vorzugsweise konstanten Taktperiodendauer T betrieben werden und
daß die einheitlich langen Taktperioden der in den genannten n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) in symmetrischer Weise um 1/n der Taktperiodendauer T zeitlich gegeneinander versetzt werden und
daß die in den genannten n ein- und ausschaltbaren Gleichstrom quellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) der art angesteuert werden, daß sich im elektrisch eingeschwunge nen Zustand bei jeder dieser n Kurzschlußschalteinheiten (10) derselbe Aussteuergrad, also dasselbe Verhältnis von der jeweiligen Einschaltdauer T_E zur Taktperiodendauer T ergibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Ein- und Ausschaltzeitpunkte in den n ver schiedenen Ansteuerschaltungen der in den n ein- und aus schaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen n Kurzschluß schalteinheiten (10) außer den über den momentan vorgeschriebe nen Sollwert des Aussteuergrades, also das Verhältnis der ge wünschten Einschaltdauer T_E zur Taktperiodendauer T zusätz lich noch im Wege einer Vorsteuerung über die wichtigsten Kenngrößen, welche den momentanen Betriebszustand der ein zelnen Kurzschlußschalteinheiten (10) kennzeichnen, wie z. B. deren Kühlkörpertemperatur, den mittleren Ausgangsstrom der zugehörigen ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (8) oder die Spannung am Glättungskondensator (12), derart erfolgt, daß die n Istwerte des Aussteuergrades, also des sich tatsächlich einstellenden Verhältnisses der jeweiligen Einschaltdauer zur Taktperiodendauer im Verlauf und nach Abschluß eines Ausgleichsvorganges schnellst- und genauestmöglich zumindest einem einheitlichen Wert zustreben oder, vorzugsweise, den für diesen Aussteuergrad einheitlich vorgeschriebenen Sollwert annehmen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich bei den einzelnen, in den ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen Kurzschlußschalteinheiten (10) tatsächlich einstellenden Istwerte des Aussteuergrades, also des sich tatsächlich einstellenden Verhältnisses der jeweiligen Einschaltdauer zur Taktperiodendauer erfaßt und deren Differenzen zum momentan für diesen Aussteuergrad einheitlich vorgeschriebenen Sollwert bei der Festlegung der jeweiligen Ein- und Ausschaltzeitpunkte im Wege einer Regelung derart korrigierend Einfluß nehmen, daß die n Istwerte des Aussteuergrades, also des sich tatsächlich einstellenden Verhältnisses der jeweiligen Einschaltdauer zur Taktperiodendauer im Verlauf und nach Abschluß eines Ausgleichsvorganges schnellst- und genauestmöglich zumindest einem einheitlichen Wert zustreben oder, vorzugsweise, den für diesen Aussteuergrad einheitlich vorgeschriebenen Sollwert annehmen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr sowohl die in Anspruch 2 beschriebene Vorsteuerung des Aussteuergrades zumindest auf einen einheitlichen Wert oder, vorzugsweise, auf den für diesen Aussteuergrad ein heitlich vorgeschriebenen Sollwert als auch die in Anspruch 3 beschriebene Regelung des Aussteuergrades zumindest auf einen einheitlichen Wert oder, vorzugsweise, auf den für diesen Aussteuergrad einheitlich vorgeschriebenen Sollwert gemeinsam realisiert sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch geken zeichnet,
daß die in den n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) jeweils als Reihenschaltung von zwei elektronischen Schaltern ausgeführt sind und
daß in jeder dieser Kurzschlußschalteinheiten (10) vorab einer der beiden darin eingesetzten elektronischen Schalter mindestens für die Dauer T einer Taktperiode eingeschaltet wird und
daß ein von einer einzelnen Kurzschlußschalteinheit (10) verlangtes Einschalten jeweils durch das Einschalten jenes der beiden in ihr eingesetzten elektronischen Schalter vollzogen wird, der momentan noch nicht eingeschaltet ist, und
daß ein von einer einzelnen Kurzschlußschalteinheit (10) verlangtes Ausschalten jeweils durch das Ausschalten jenes der beiden in ihr eingesetzten elektronischen Schalter vollzogen wird, dessen letztes Einschalten jeweils länger zurückliegt, wodurch sich für alle elektronischen Schalter der in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltenen Kurzschlußschalteinheiten (10) eine Mindestdauer ihrer Einschaltintervalle von der Länge einer Taktperiodendauer ergibt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die in den n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) jeweils als Brückenschaltung von vier elektronischen Schaltern ausgeführt sind und
daß innerhalb jeder dieser als Brückenschaltung von vier elektro nischen Schaltern ausgeführten Kurzschlußschalteinheiten (10) vorab in jedem der beiden darin enthaltenen Brücken zweige einer der beiden dort in Reihe geschalteten elektro nischen Schalter mindestens für die Dauer T einer Takt periode eingeschaltet wird und
daß dann jeweils das erste, von einer dieser Kurzschlußschalteinheiten (10) verlangte Einschalten durch das Einschalten eines der beiden in ihr enthaltenen elektronischen Schalter erfolgt, die bis dahin noch nicht eingeschaltet sind und
daß anschließend ein von einer einzelnen, eingeschalteten Kurz schlußschalteinheit (10) verlangtes Ausschalten jeweils durch das Ausschalten jenes in ihr enthaltenen, momentan noch eingeschalteten elektronischen Schalters vollzogen wird, der Bestandteil des bis dahin leitenden Brückenzweiges ist und der von den beiden in diesem Brückenzweig enthal tenen elektronischen Schaltern derjenige ist, dessen letztes Einschalten jeweils länger zurückliegt und
daß anschließend ein von einer einzelnen, ausgeschalteten Kurz schlußschalteinheit (10) verlangtes Einschalten jeweils durch das Einschalten jenes in ihr enthaltenen, momentan noch ausgeschalteten elektronischen Schalters vollzogen wird, der Bestandteil desjenigen der beiden Brückenzweige ist, bei welchem der Zustand des Leitens jeweils länger zurückliegt, wodurch sich für alle elektronischen Schalter der in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltenen Kurzschlußschalteinheiten (10) eine Mindestdauer ihrer Einschaltintervalle und ihrer Ausschaltintervalle von der Länge einer Taktperiodendauer ergibt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet,
daß die Gleichstromquellen (9) der dort enthaltenen n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (8) jeweils aus einem po tentialverbindenden, aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Gleichstrom-Tiefsetzsteller (30) bestehen und
daß der arithmetische Mittelwert des Ausgangsstromes eines sol chen Gleichstrom-Tiefsetzstellers (30) über die Vorgabe der relativen Einschaltdauer des dort enthaltenen elektronischen Schalters (33) jeweils auf den einheitlich vorgegebenen, kon stanten Wert eingeregelt wird und
daß die Induktivität der Speicherdrossel (31) eines solchen Gleichstrom-Tiefsetzstellers (30) jeweils so groß bemessen ist, daß der Verlauf seines Ausgangsstromes ein hierfür vor gegebenes Toleranzband nicht verläßt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der dort enthaltene Gleichstrom-Tiefsetzsteller (30) ent fernt und statt dessen ersatzweise ein potentialtrennender Gleichstromsteller oder eine gleichartig funktionierende, aus Gleichstromstellern und Umrichtern zusammengesetzte Schaltungskombination eingefügt wird und
daß die ersatzweise eingefügten Anordnungen jeweils von ihrem Prinzip her einen Ausgangsstrom aufbringen können, dessen Verlauf zumindest während eines nennenswerten Bruchteils einer Taktperiodendauer dynamisch eingeprägt, während dieses nennenswerten Bruchteils einer Taktperiodendauer also weitgehend zeitunabhängig ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß dann, wenn dort ersatzweise ein potentialtrennender Gleichstrom steller oder eine gleichartig funktionierende, poten tialtrennende, aus Gleichstromstellern und Umrichtern zu sammengesetzte Schaltungskombination eingefügt wird, vorzugsweise solche Gleichstromsteller oder gleichartig funktionierende, aus Gleichstromstellern und Umrichtern zusammengesetzte Schaltungskombinationen Verwendung finden, bei denen die zugehörige Kurzschlußschalteinheit (10) nicht nur in deren Ausgangskreis, sondern, alternativ hierzu, auch in deren Eingangskreis angeordnet werden kann und dadurch gekennzeichnet,
daß dann diese Kurzschlußschalteinheit (10) vorzugsweise in den Eingangskreis solcher potentialtrennender Gleichstromsteller oder potentialtrennender, gleichartig funktionierender, aus Gleichstromstellern und Umrichtern zusammengesetzter Schal tungskombinationen verlegt wird und zwar derart, daß bei einem Schließen der in den jeweiligen Eingangskreis verlegten Kurzschlußschalteinheit (47) der Ausgangsstrom des potentialtrennenden Gleichstromstellers oder der potential trennenden, gleichartig funktionierenden, aus Gleichstrom stellern und Umrichtern zusammengesetzten Schaltungskombina tion zu Null wird, während dieser Ausgangsstrom beim Öffnen der in den jeweiligen Eingangskreis verlegten Kurzschluß schalteinheit (47) einen dynamisch eingeprägten, also weitgehend zeitunabhängigen Verlauf annimmt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Istwert der Spannung am Glättungskondensator (12) erfaßt wird und dessen Differenz zum momentan für diese Spannung am Glättungskondensator (12) vorgeschriebenen Sollwert auf den Aussteuergrad der in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) im Wege einer Regelung derart korrigierend Einfluß nimmt, daß der Istwert der Spannung am Glättungskondensator (12) den hierfür vorgeschriebenen Sollwert annimmt.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung zwischen Glättungskondensator (12) und Verbraucherzweipol (5) aufgetrennt und anschließend unter Zwischenschaltung einer Drossel (51), der sogenannten Filterdrossel, wieder geschlossen wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert des durch den Verbraucherzweipol (5) fließenden Stromes erfaßt wird und dessen Differenz zum momentan für diesen Strom durch den Verbraucherzweipol (5) vorgeschriebe nen Sollwert auf den Sollwert für die Spannung am Glättungs kondensator (12) im Wege einer Regelung derart korrigierend Einfluß nimmt, daß der Istwert des Stromes durch den Verbrau cherzweipol (5) den hierfür vorgeschriebenen Sollwert annimmt.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der darin Glättungskondensator (12) weggelassen wird.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert des Stromes durch den Verbraucherzweipol (5) erfaßt wird und dessen Differenz zum momentan für diesen Strom durch den Verbraucherzweipol (5) vorgeschriebenen Sollwert auf den Aussteuergrad der in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltenen n Kurzschlußschalteinheiten (10) im Wege einer Regelung derart korrigierend Einfluß nimmt, daß der Istwert des Stromes durch den Verbraucherzweipol (5) den hierfür vorgeschriebenen Sollwert annimmt.